臭氧空洞研究进展
桂林电子科技大学
结课论文
2019-2020学年第2学期
学院经济与管理学院
课程海洋科学与导论
姓名吴苏坤
学号171605010202
日期2020年5月11日
目录
摘要 (3)
一、臭氧与臭氧层 (4)
1.臭氧的成分 (4)
2.臭氧的作用 (5)
二、臭氧层的破坏 (5)
1.臭氧层的破坏 (5)
2.臭氧层破坏的危害 (6)
3.臭氧层破坏的有原因 (7)
三、臭氧空洞研究进展 (7)
1.国内研究进展 (8)
2.国外研究进展 (12)
四、臭氧层的保护 (13)
1. 保护现状 (13)
2.未来治理及保护对策 (13)
参考文献 (15)
《臭氧空洞的研究进展》
（经管院吴苏坤）
摘要
臭氧层是指大气的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。它的存在对地球上各种生物的的健康生存有着极其重要的作用，随着人类的不断发展，大量使用ODS, 使得臭氧层被大量消耗, 进而出现了臭氧层空洞, 人类以及各种生物的生存环境不断恶化。本文就臭氧层的作用、臭氧层空洞的研究进展作综述，并提出相关保护与治理对策。
关键词：臭氧层；空洞；ODS；保护对策
引言
随着工农业技术的迅猛发展, 人类赖以生存的环境正受到前所未有的破坏和污染。近三十年来, 人们逐步认识到平流层大气中的臭氧正在遭到越来越严重的破坏。由于臭氧层破坏已经成为当今危害人类生存环境的全球性问题之一, 引起了各界人士的密切关注。各国政府及科学家们正不断地研究探索保护臭氧层的方法。1895年10月,英像科学家发现南极洲上空出现一个巨大的“空洞”。1988年科科学家们确认这个“空洞”是由于各种氟氯烃化合物排放积聚所致。在北半球也发现臭氧含量降低了 3%左右。臭氧层耗减速度如此之快,将给人类带来具大的灾难。
一、臭氧与臭氧层
臭氧（O
3）是氧气（O
2
）的一种同素异形体, 存在于地球大气的对流层和平
流层中【1】。对流层中的臭氧对人类和生物环境都是有害的,但其含量甚微。90% 的臭氧集中在平流层里, 形成了一道天然的屏障, 有效地吸收了对生态系统有害的紫外线, 从而保护了地球上的生命。由于平流层中含有绝大多数的臭氧并且这些臭氧发挥着巨大的作用, 因而平流层又被称为臭氧层【2】
1.臭氧的成分
臭氧层主要由臭氧构成,臭氧由三个氧原子构成。臭氧的分子式为O3,是构成地球大气若干种气体中的一种有臭味、常温下为浅蓝色的气体,也是一种难溶于水的强氧化剂,现代生活中常用于消毒、洗涤等。臭氧是构成地球大气层数十种气体中的一种微量气体,总含量还不到地球大气分子数的百万分之一。
2.臭氧的作用
虽然紫外辐射只占太阳总发射能量的5% 左右, 但是它对生态系统具有很强的危害性。而且能量越高, 危害越大。臭氧层对紫外线有着极强的吸收作用, 能够吸收99%的高强度紫外线, 从而阻挡了紫外线伤害人类及生存环境。因而, 臭氧的存在对于地球上生物是至关重要的。有人形象地把臭氧层比喻为地球的保护伞。
二、臭氧层的破坏
美、日、英、俄等国家科学家联合观察发现, 在北极上空臭氧层已形成面积约为南极臭氧空洞三分之一的北极臭氧空洞。中国大气物理及气象学家观测也发现, 在我国青藏高原上空的臭氧正以每十年 2.7%的速度减少, 已经成为大气中第三个臭氧空洞。
1.臭氧层的破坏
20世纪30年代, 含氟的制冷剂发明后,在美国进入商业化生产, 前苏联、日本和欧洲各国也不甘落后, 氟利昂的应用范围也由制冷剂扩展到发泡剂和气雾剂, 其产量也与日剧增。到 1986 年, 全球消耗臭氧层的物质( ODS) 的年消耗量高达 100 多万吨。由于大量生产和使用 ODS, 臭氧层已受到严重的破
坏, 局部地区还出现了臭氧层空洞。
美国宇航局观测的资料表明, 自1969年以来,全球除赤道以外,所有地区臭氧层中臭氧的含量减少了3% —5%, 全球臭氧层都已受到损坏。1985年,英国科学家首先发现南极臭氧层已出现了空洞。此外,北极、青藏高原也出现了臭氧层空洞, 欧洲和其它高纬度地区的臭氧层均受到了不同程度的破坏。进一步的研究表明, 臭氧层空洞的深度和面积仍在继续扩大, 出现的时间也在不断延长。1995 年, 臭氧层空洞的发生期为77天；1998年,则持续了100天, 而且臭氧层空洞的面积比 1997年增大了15% 。
2000年1月22日, 世界各地的 350 多位科学家, 聚集到瑞典北部进行一项臭氧层空洞研究。科学家们认为, 去年年底和今年1月的严寒, 已经使北极上空的臭氧层变薄。研究表明, 平流层中高浓度的破坏臭氧层物质, 在不正常的低
温作用下, 可使原有的臭氧层空洞变大。在过去的岁月里, 北半球上空的臭氧每十年就要减少 3% 。
2.臭氧层破坏的危害
臭氧层被大量耗损后, 吸收紫外线的能力大大减弱, 导致到达地面的紫外线明显增加, 对人类及其生存环境极为不利。试验证明, 紫外线会损伤角膜和眼晶体,引发白内障、眼晶体变形。据分析, 平流层的臭氧减少 10% , 全球白内障的发病率将增加6%—8% , 因白内障而引起失明的人数将增加 10—15 万人。紫外线的增加还会诱发呼吸道疾病、巴塞尔皮肤瘤、鳞状皮肤瘤和恶性黑瘤。臭氧浓度下降 10%, 恶性皮肤瘤的发病率将增加 26%。此外, 皮肤的免疫功能也会因紫外线的强烈辐射而受损伤, 人体抵抗疾病的能力大大降低, 大量疾病会乘虚而入。强烈的紫外辐射还会加快人体皮肤的老化速度。
臭氧层被破坏后, 地球上的植物也同样难以幸免。近十几年来, 人们对 200 多个品种的植物进行了增加紫外线照射的试验, 发现有三分之二的植物显示出感性。一般来敏感性，一般来说, 紫外辐射的增加使植物的叶片变小, 因而减少了吸收阳光的有效面积, 进而削弱了植物的光合作用。对大豆研究的初步结果表明, 紫外辐射会使其更容易受到杂草和病虫害的损害。据估计, 臭氧层厚度减少25%,可使大豆减产20% —25%【3】。
紫外辐射的增加对水生生态系统也有潜在的危险。同时, 还会使城市内的烟雾加剧,使橡胶、塑料等有机材料加速老化, 使油漆褪色等。1943年,1955年和1970 年, 在洛杉矶先197年在洛杉矶先后出现的光化学烟雾事件就是由于汽油燃烧后产生碳氢化合物等在紫外光线照射下引起的, 使该市大多数市民患了红眼病和头疼病。
科学家指出, 除去上述已经确定的危害外,臭氧层破坏产生的其它不良影响尚在研究之中。由于地球生态系统是一个环环相扣的整体, 任何一个子系统的破坏都会引起难坏都会引起难以预料的连锁反应。
3.臭氧层破坏的有因
破坏臭氧层的元凶是氯氟烃、溴氟烷烃以及氮氧化物。氯氟烃, 即氟里昂( CFCs) , 主要应用于泡沫塑料、护发摩丝、灭火剂、杀虫剂、致冷剂的生产中；溴氟烷烃,即哈龙( Halons),主要用作灭火剂。氯氟烃气体和溴氟烷烃气体一但被释放, 就会慢慢上升到地球大气圈的平流层中【4】。在那里, 紫外线会把氯氟烃和溴氟烷烃中的氯原子及溴原子分解出来, 氯原子和溴原子再把臭氧分子中的二个氧原子夺去, 使臭氧分子变成氧原子, 从而使其丧失吸收紫外线的能力。在臭氧层中, 氧原子(O)、氧分子（O
）和臭氧分子(O3)之间存在一个动态
2
平衡,臭氧的化学性质很活泼, 极易与其它物质发生反应。在氮氧化物、氯、溴等活性物质及其他活性基团存在的条件下, 此平衡将被打破, 平衡向臭氧分解的方向移动。
由于 CFCS和Halons物质的化学性质很稳定, 因而在大气同温层中很容易聚集起来,其影响也将持续一个世纪或更长的时间。在强烈的紫外线辐射, 它们将被光解出氯原子和溴原子。这些原子即成为破坏臭氧的催化剂( 一个氯原子可以破坏 10 万个臭氧分子,而溴原子对臭氧的破坏能力是氯原子的 30—60倍)【5】。
三、臭氧空洞研究进展
中层大气臭氧的研究在整个大气臭氧研究中占有特殊地位。大气中的臭氧层主要由太阳紫外辐射对大气中氧分子的光解而形成,因此其含量主要集中在平流层中。臭氧浓度及其变化是决定平流层、中间层的物理、化学和动力学状态的重要因子。正是由于这一原因,一些国际和有关国家的中层大气研究计划中都把臭氧研究摆在重要位置。但是,对中层大气臭氧的研究是一件不容易的事,它涉及
平流层、中间层大气中辐射、化学和动力学状态,尤其是涉及臭氧及其有关气体复杂的光化学过程,其中有一些藕合和反馈过程至今尚不清楚,另外在探测技术上也有特殊的难度。这些正是中层大气臭氧研究,尤其是在探测技术方面进展缓慢的原因所在。近十多年来,激光探测技术和卫星遥感技术的应用使对平流层、中间层大气臭氧的探测取得了明显的进展。到目前为止,用在卫星(或其它空间飞行器)上对平流层、中间层大气臭氧进行遥感探测的各类仪器已达20多种,用于
从地面探测平流层、中间层大气臭氧的专用或多用激光雷达也已有10多种。卫星遥感是获得中层大气臭氧信息的有效方法,其技术可分两大类,其一是借助安放在卫星上的相应仪器来探测天顶方向的后向紫外散射辐射的强度而获得臭氧资料,其典型仪器是放置在雨云7号卫星上的太阳后向散射紫外光谱仪(SBUV);另一类是在红外波段进行临边发射(或吸收)测量来获得不同高度上的臭氧信息,其代表性仪器是放置在雨云7号卫星上的平流层临边红外监测器(LIMS)。目前用于臭氧探测的激光遥感技术大多基于距离分辨率的差分吸收原理,其中使用最广泛的是Xe一Cl脉冲激光雷达【6】。
1.国内研究进展
我国在中层大气臭氧探测方面起步较晚,直到8o年代初期,随着激光、微波、平流层气球、计算机等技术的发展和在大气科学研究中的应用,随着全球变化以及日地物理等研究需求的迫切性的增加,高空大气臭氧探测技术和相应的研究才有了相应的发展,并且在近些年来获得了明显的进展。
（1）探测技术和方法
①球载臭氧分析仪技术的发展 80年代以来,我国高空科学气球技术得到了迅速发展并在空间天文、空间物理、大气物理、环境科学等领域进行了成功的实验研究。与此同时,借助高空科学气球测量高层大气臭氧的技术也得到了发展,并于80年代末首次在国内研制成功了球载臭氧分析仪,实现了对平流层臭氧的直接测量。球载臭氧分析仪属紫外吸收法类型,整套仪器包括样品气体采集、光度测量及数据采集处理三大部分。其工作原理是:让被测环境中含有臭氧的介质连续通过专门设计的样品池,同时选择对臭氧有较强吸收能力的紫外辐射通过该池,这样根据所选择波长处紫外辐射强度的变化来推断介质中臭氧的含量。实际测量时,球载臭氧分析仪及相应的电源、遥测、遥控等系统被放置在一个专用的吊篮内,除采样头外,其余部分均被保温材料封闭在吊篮内,由1一3万立方米的气球牵引施放。用专用雷达系统跟踪以随时监测气球的飞行状态,并按预定计划或需要控制气球的飞行高度和飞行时间,最后通过切割操作命令使吊篮脱离气球并借助降落伞着陆回收。采用本技术曾成功地获得了平流层中下部的臭氧资料【7】。
②大气臭氧探空仪为适应我国中层大气臭氧研究的需求,在80年代末研
制成功了用于直接测量大气臭氧垂直分布的电化学型大气臭氧探空仪,其工作原理是让大气中的臭氧与碘化钾溶液发生反应,根据所产生的传导电流大小来推断参与反应的臭氧量。臭氧探空仪的全套装置包括传感器(臭氧、大气温度和大气压力)、电信号处理、转换和发送系统以及地面接收和处理系统,对整套装置的结构合理性、测量时间常数、抽气泵的效率、臭氧反应中的电流转换效率及反应液的变化等参数在实验室内进行了多次测试,并对关键性部件进行了环境模拟试验。借助小型标准臭氧发生器和标准臭氧分析仪对臭氧传感器和臭氧探空仪整体进行标定。利用所研制的大气臭氧探空仪,从1989年开始曾先后在北京地区和南极中山站对大气中臭氧的垂直分布进行了直接测量,获得了0—30公里高度范围内的大气臭氧资料【8】。
③激光雷达探测技术我国在应用激光雷达技术进行大气探测方面起步较早,并在激光大气遥感理论、能见度测量、平流层气溶胶探测等方面取得了可喜的进展。但是此项技术发展比较缓慢,与国外相应研究工作,尤其是在大气臭氧探测技术方面差距较大。近些年来,应用激光雷达技术探测大气臭氧及其它大气微量气体工作受到了有关部门的关注并开始了有关理论研究和技术筹备工作。目前,国内有关单位已提出了利用激光雷达技术探测高层大气中的臭氧垂直分布的具体实施方案,作为第一步将采用丫AG倍频输出和xe一Q激光雷达进行距离差分吸收测量获得臭氧垂直分布资料,与此同时,喇曼频移及相应大气臭氧探测技术和理论研究工作也在相应发展【9】。
④地基微波遥感技术这是国内近几年来发展的从地面探测中层大气臭氧浓度及其日变化的技术之一。观测所使用的设备实际上是一台带有望远镜系统的微波波谱仪,为提高信噪比采用了致
冷、锁相环、光声接收池等技术。此技术实际上是测量位于某一选定频率处(如110千兆)的臭氧转动发射谱线的轮廓,获得相应的亮度温度,然后反演得到臭氧浓度。调整观测频率,选择相应的权重函数可获得不同高度处的臭氧浓度及其变化特征。
⑤地基遥感反演方法在地面获得的高分辨率太阳光谱中,含有不同高度大气组分的丰富信息,近些年来我国科学工作者利用半球辐射光谱强度比,用退卷积等方法,进行了反演大气臭氧总量和臭氧垂直分布的试验,并取得了较好结果。
⑥空间遥感反演方法卫星遥感是获得大范围、连续臭氧资料的有效手段。我国科学工作者发展了相应的反演技术并利用卫星遥感资料得到了平流层臭氧总量和臭氧的垂直分布曲线【10】。
（2）主要研究成果
①北京地区上空臭氧浓度分布和变化特征根据对地基遥感、直接测量和卫星资料反演等获得的资料的分析,基本上可以认为北京地区上空平流层臭氧的分布和变化具有如下特征:自1979年以来北京上空臭氧总量呈下降趋势,其中28公里以上臭氧变化率稍大于平流层下部的臭氧变化率;臭氧含量随高度的分布在多数情况下呈多层次分布结构,尤其是夏季,双峰分布结构明显,除位于20—25公里高度之间的臭氧极大值外,在10公里左右,往往出现次极大值【10】。
②北京地区上空臭氧含量的季节性变化初步研究结果表明中层大气中各层臭氧含量具有明显的季节变化,但位相不同。20公里以下臭氧含量的季节性变化与臭氧柱总量的变化基本一致,即最大值在春季,秋季最小,在20—28公里层,极大值出现在冬季,在28一36公里层极大值在夏季,而36—60公里层臭氧极大值在11—12月,最小值在6月左右,对这种层次分布特征应予以相应的光化学过程和动力过程的解释【11】。
③40—60公里高度范围内的臭氧变化对微波观测和曙暮光观测资料的分析表明,臭氧量随高度的分布基本上呈波谷型和陡降型两种类型,并呈现明显的季节变化,即在这一高度范围内,冬季臭氧浓度总是比较高,夏季臭氧浓度总是比较低。
④我国大陆上空平流层臭氧分布特征利用卫星资料对我国上空三个纬度区域(20—30N,30—40N,40—50N)多年来月平均平流层臭氧量分析表明,三个区域的臭氧量均有显著的季节变化,北区和南区臭氧量季节变化几乎反相,即在20—30N区内臭氧量冬低夏高,而在40—50N区内臭氧量是冬高夏低,并且季节变化的振幅随纬度增高而增大,与此同时,臭氧浓度极大值的季节变化幅度也随纬度增高而增大【12】。
⑤太阳活动对中层臭氧浓度变化的影响对太阳活动峰年和静年的曙暮光观测结果的分析表明,在中纬度地区,50公里左右高度上的臭氧浓度对太阳活动较为灵敏。从1989年到1995年,这个高度上臭氧浓度平均减少了8%左右(同期10.7
厘米射电指数由200个单位下降至70个单位)【13】。不仅如此,太阳的瞬息性变化会直接影响到中层大气臭氧浓度的变化。强大的太阳耀斑和质子事件会引起强烈的地磁扰动,这期间在40—50公里高度范围内观测到了臭氧浓度的大幅度下降和中间层底部(50—60公里)臭氧浓度的增加,强大的太阳耀斑爆发可能是这种臭氧浓度变化的直接原因。此外,通过对较长期间在北纬10—70度各纬圈的年均臭氧量进行分析表明,在低纬度和高纬度区,臭氧总量对太阳活动22年周期变化响应较强,而中纬度地区,臭氧总量变化则对太阳活动11年周期变化有较强的响应【14】。
（3）南极大气臭氧空洞研究及主要结果
当前,南极臭氧洞研究已成为南极研究的重要内容,因为它直接关系到全球气候环境的变化,关系到对南极在全球变化中地位的评价。我国科学工作者在国家南极研究计划的支持下,对南极地区大气臭氧的变化进行了观测和分析研究。为此先后在中山站投人运行了天光光谱仪、Brewer臭氧测量、大气臭氧探空仪、激光雷达等观测设备。重点观测和研究的内容包括南极大陆地区大气臭氧总量的变化,南极臭氧洞期间大气臭氧的垂直分布特征,极地平流层云及其在南极臭氧洞形成和演变中作用等,同时开展了极区平流层多相化学过程及臭氧形成机理的模拟研究【15】。
研究结果表明:
①南极臭氧洞主要发生在8—11月期间,臭氧含量的耗损主要集中在平流层下部。
②由于中山站地区处臭氧洞边缘,因此在臭氧洞期间观测到的中山站上空臭氧含量的垂直廓线图象比较复杂。同时,在短时间内臭氧浓度有较大幅度上升或下降的变化特征。
③极区平流层臭氧变化与硝酸三水合物(NA丁)凝结温度有明显关系,当平流层温度下降至低于NA下凝结温度以后,臭氧浓度首先停止下降,并经过一段时后,臭氧浓度大幅度上升,但臭氧变化与NA丁凝结温度关系的变化过程并不是单调的【16】。
④从激光大气回波信号获得的平流层气溶胶浓度的垂直分布以及13一30公里高度范围内的气溶胶浓度表明,1993年南极平流层气溶胶粒子含量比1990
年明显增加,证实了南极冬季平流层云的存在。对流层气溶胶垂直剖面分析显示了1993年平流层气溶胶的双层结构,即12公里附近高度上始终存在着一层厚度为数公里的气溶胶层,25公里高度附近冬季有明显的气溶胶层,其它季节则变化较大【17】。
2.国外研究进展
自2957年至今,WMO的GO3OS已从最初几个观测站发展到如今大约140个站,遍布全球60个国家。该系统包含大量的地基和球载观测仪器,用于测定大气臭氧总量和其垂直剖面,近十年还通过可靠的卫星来补充臭氧测定【18】。
WMO已经成功地组织和协调常规仪器的对比并保证了几台标准分光光度计以使对比得以完成,还组织专家到各观测站考察、检修与校准仪器,这些活动保证了获得高质量的臭氧数据,这些数据由代表WMO的加拿大大气环境局,现在多伦多的WMO世界臭氧数据中心从1960年开始收集。
我们现在对全球臭氧以及人类对其影响的了解是GO3OS长期测量辛勤工作的结果。因此在某种意义上讲,那些签署过削弱臭氧层的蒙特利尔公约和伦敦修正案(控制对臭氧有害物质的释放)的国家正对来源于GO3OS科学证据做出响应。
在60年代,WMO与其成员国协同建立了一个全球性的本底空气污染监测站网,采集和分析空气、雨、雪作为该计划的一部分,也监测了主要的温室气体象二氧化碳、甲烷、氟抓烃并包括臭氧。1989年,GOaOS和本底空气污染站合并形成了WMO全球大气观测系统(GAW)【18】。
GAW提供框架设计、标准、相互校准和对全球大气化学成分及物理特性的监测和数据收集系统以及资料评估,并把发达国家和发展中国家的科学家组织到一起工作。GAW的维持和扩大对进一步了解大气特性以及和与海洋、生物圈的相互作用是必需的。同时具有检查大气成分变化的早期警报系统的作用,下个世纪,政治的、国家的、国际的影响大气环境的决策都将大大地依赖于GAW系统所进行的观测【19】。
四、臭氧层的保护
臭氧是地球上所有生物的生存保护伞，臭氧层破坏后给地球生物带来巨大的伤害, 因而我们应该努力找出臭氧层破坏的原因, 并尽力保护臭氧层。
1.保护现状
1985年, 由联合国环境署发起21个国家的政府代表签署了《保护臭氧层维也纳公约》, 首次在全球建立了共同控制臭氧层破坏的一系列原则方针。1987年9月, 36个国家和10个国际组织的140名代表和观察员在加拿大蒙特利尔集会, 通过了大气臭氧层保护的重要历史性文件《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。由于进一步的科学研究显示大气臭氧层损耗的状况更加严峻, 1990年通过《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》伦敦修正案,1992年通过了哥本哈根修正案, 其中受控物质的种类再次扩充, 完全淘汰的日程也一次次提前, 缔约国家和地区也在增加。到目前为止, 缔约方已达165个之多, 反映了世界各国政府对保护臭氧层工作的重视和责任。联合国环境署还规定从1995年起, 每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”, 以增加世界人民保护臭氧层的意识, 提高参与保护臭氧层行动的积极性【20】。
我国政府和科学家们非常关心保护大气臭氧层这一全球性的重大环境问题。我国早于1989年就加入了《保护臭氧层维也纳公约》, 先后积极派团参与了历次的《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》缔约国会议, 并于1991年加入了修正后的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。我国还成立了保护臭氧层领导小组, 开始编制并完成了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》。根据这一方案, 我国已于1999年7月1日冻结了氟利昂的生产。并将于2010年前全部停止生产和使用所有消耗臭氧层物质。
2.未来治理及保护对策
（1）削减或消除氟氯烃的排放 1987年草签的《蒙特利尔条约》提出到1998—1999年年度将减少到1986年水平的50%，1990年《蒙特利尔条约》提出到1997年减少到85%,并在2000 年完全停止使用氟氯烃。
（2）积极开发无害的替代产品氯氟烃的代用品早已研制成功,但有一些代用品可能属5—10年才能全面推广应用。英国帝国化学工业公司计划于90 年代初建成的两个工厂将生产氢氟烃,以代替氯氟烃。
（3）发展中国家使用替代品需发达国家资助 1989年5月在“保护臭氧层国际会议”上,中国代表指出,在未找到经济、技术上适宜、环境上安全的氯氟烃类物质的替代物情况下,完全禁止这类物质是极为困难的,对发展中国家来说,能否接受条约的规定不是取决于这些国家的愿望,而是在一定程度上,由其经济发展水平决定,取决于工业发达国家在技术土、经济上帮助这些国家越过氯氟烃类物质阶段的法律保障和积极行动。呼吁发达国家为保护臭氧层在资金和技术方面做出更大的贡献。
（4）对臭氧层空洞进一步研究人们对臭氧层的理解巳在深入,在某些方面还有欠缺。口前关于臭氧层破坏的机理和模型也较多,有些出入还很大。因此,从目前来,人类活动对臭氧层威胁的评价还有许多不确定性,进一步研究将加强我们的理解和行动。
参考文献
【1】吕希伦编著.无机过氧化物化学[M].北京:科学出版社,1987.42.
【2】印红玲,谢家理,杨庆良,等.臭氧在金属氧化物上的分解机理[J].化学研究与应用,2003,15.
【3】傅嘉媛,冯易君,钟兵,等.臭氧分解的动力学和机理概述[J].四川环境,2001,20(3).
【4】刘俊,许正,罗明亮,等.高湿度条件下分解高浓度O3催化剂的研究[J].化学研究与应用,2002,14(2).
【5】高俊昌, 周盈科. 地理[M]. 人民教育出版社 . 2005:17-23.
【6】马岳民, 曾昭琼. 有机化学(上册)[M]. 北京: 高等教育出版社.1988: 40-41. 【7】曹凤中.臭氧层空洞报告[M] . 北京: 中国环境科学出版社.1990:45-80.
【8】李俐,陈坚.大气臭氧及其分析方法的研究进展[J].分析科学学报,2001,17(2):166)170.
【9】莱特W.大气污染物分析[M]北京:科学出版社,1978.160.
【10】大气监测检验方法科研协作组.大气监测检验方法[M].北京:人民卫生出版社,1979.146.
【11】陈淑芬,陈旦华,唐考炎.IDS光度法测定大气中O3的研究[J].环境化学,1992,11(3):14.
【12】王玉平,王娟.环境空气中臭氧的测定-靛蓝二磺酸钠分光光度法[J].中国环境监测,1994,10(2):13.
【13】张晖,杨卓如,陈焕钦,等.水中臭氧分解动力学研究[J].环境科学研究,1999,12(1):
17)19.
【14】于鸿,杨超,李晶.应用分光光度法测定臭氧[J].哈尔滨医药,1995,15(4):58. 【15】杨晓忠.变色酸比色法测定空气中臭氧[J].职业医学,1997,24(5):43.
【16】张玉坤,罗荣全,王立民,等.环境空气中的臭氧测定—紫外光度法研究验证报告[J].
中国环境监测,1994,10(3):1.
【17】获野博,荒木峻.利用化学发光分析大气污染气体成份[J].环境污染分析译文集,1978,(5):58.
【18】康彩艳,毛伟明,王敏.硫脲介质中单扫描示波极普法测定臭氧[J].分析化
学,1996,24(8):922.
【19】黎源倩,胡劲梅,牟文萱,等.示波极谱法测定室内空气中的臭氧[J].中国预防医学杂志,1996,30(5):305.
【20】钟理,张浩,陈英,等.臭氧在水中的自分解动力学及反应机理[J].华南理工大学学报(自然科学版), 2002.30(2): 83)86.
臭氧层空洞破坏论文
臭氧层空洞破坏论文 在距离地球表面15~25公里处,聚集了大气中90%的臭氧,我们将这一层高浓度的臭氧 称为"臭氧层".臭氧对太阳的紫外线辐射有很强的吸收作用,能有效地阻挡对地表生物有伤害作用的短波紫外线.因此,我们可以推测,直到臭氧层形成之后生命才有可能在地球上生存,延续和发展.臭氧层是地表生物系统的"保护伞".本文将着重讨论臭氧层空洞的形成原因与防治措施,并结合现状对臭氧层空洞的危害进行了详细的分析.最后,呼吁加强环境保护,防治臭氧层空洞. [关键词] 臭氧层原因现状危害防治措施 一.引言近三十年来,随着工业革命的开始,平流层中的臭氧正遭受越来越严重的破坏.现在科学家已经找到了破坏臭氧层的罪魁祸首,那就是氟氯烃类化合物.人类万万没有想到,氟氯烃在造福人类的同时会跑到天上去闯祸.农药和家电业中出现了许多不顾环境保护,过度 使用氟里昂的现象.如果对于这种现象,我们不尽快采取措施来制止,人类赖以生存的臭氧层迟早将不复存在,臭氧层也将无法充当地表生物系统"保护伞"的功能,人类必将毁灭于 自己造成的灾难之中. 二.什么是臭氧层臭氧就是三原子氧(O3),是我们熟知的氧气的同素异形体(由相同的元素组成,但分子结构不同).臭氧有一种刺鼻的气味,所以得此恶名.在距地表10公里到50公里高度的区域,含有较多的臭氧,称这个臭氧较集中的气层为臭氧层,它跨越平流层和中间层.臭氧层是法国科学家C.法布里于20世纪初发现的大气中的臭氧含量除了随高度变化外,还随纬度和季节的不同以及昼夜交替而变化.臭氧层的臭氧含量与其他大气成分相比是很小的, 只是大气的微量成份,把整个臭氧层的臭氧折算到标准状态(气压1013.25百帕,气温273.15 K),其总累积厚度为0.15~0.45厘米,平均约0.30厘米(称这种方法叫做柱浓度法) 三.臭氧层破坏的原因人类活动的影响,主要表现为对消耗臭氧层物质的生产,消费和排放方面.大气中的臭氧可以与许多物质起反应而被消耗和破坏.在所有与臭氧起反应的物质中,最简单而又最活泼的是含碳,氢,氯和氮几种元素的化学物质,如氧化亚氮(N2O),水蒸汽(H 2O), 四氯化碳(CCI4),甲烷(CH4)和现在最受重视的氯氟烃(CFC)等.这些物质在低层大气层中正常情况下是稳定的,但在平流层受紫外线照射活化后,就变成了臭氧消耗物质.这种反应消耗掉平流层中的臭氧,打破了臭氧的平衡,导致地面紫外线辐射的增加,从而给地球生态和人类带来一系列问题. 1.臭氧的平衡在自然状态下,大气层中的臭氧是处于动态平衡状态的,当大气层中没有其它化学物质存在时,臭氧的形成和破坏速度几乎是相同的,然而大气中有 一些气体, 例如亚硝酸,甲基氧,甲烷,四氯化碳,以及同时含有氯与氟(或溴)的化学物质,如CF C和哈龙等,它们能长期滞留在大气层中,并最终从对流层进人平流层,在紫外线辐射下,形成含氟,氯,氮,氢,溴的活性基因,剧烈地与臭氧起反应而破坏臭氧.这类物质进人平流层的量虽 然很少,但因起催化剂作用,自身消耗甚少,而对臭氧的分解作用十分严重,导致臭氧平衡的打破,浓度下降,这就是目前臭氧问题的症结所在. 四.保护臭氧层的对策臭氧层损耗是否能被停止和臭氧层能否恢复呢回答是肯定的.一旦平流层的消耗臭氧物质被减少,臭氧层可以进行自身恢复.只有这样,才能使其恢复到产生和消失的自然平衡状态.然而,也只有将所有的消耗臭氧物质完全限制以后,才能达到上述目的.消耗臭氧的化学物质要用几年的时间才能到达平流层,而且在平流层中某些物质可以存
臭氧空洞论文臭氧层论文
臭氧空洞论文臭氧层论文 发现臭氧空洞始末 大气中的臭氧含量减少1%，人类就会多3% 的几率得皮肤癌。截至2008 年11 月8 日，南极的臭氧空洞较往年没有变大。很多人也许因此免于罹患皮肤癌。在中国气象科学研究院极地气象研究室主任陆龙骅看来，这多亏英国人乔· 法曼1985 年发现了臭氧空洞。 天上有个大洞 1957 年，作为英国南极考察队的一员，剑桥大学的教师乔· 法曼被首次派往哈雷湾观测站。时值国际地球物理年，包括英国在内的12 个国家在南极洲新设了多个观测站，观测极地气象。乔· 法曼的任务之一，就是测量空气中的臭氧含量。此后每年，法曼都要到南极去。只是在1957 年的南极洲，对臭氧的监测仅是其中很小的部分。当时的“第七大陆”看上去有更多有价值的监测目标。因此法曼等人对臭氧也只是做常规监测。 英国南极考察队所用的监测仪器是多布森分光光度计，这是被公认为测量臭氧的标准仪器，主要通过测量达到地面的紫外线辐射来间接反应大气中的臭氧含量。1981 年南半球的春季，新测出的数据引起了乔· 法曼和同事加迪纳、尚克林的注意，它显示南极洲上空的臭氧层面积较过去小了很多。“怎么回事呢？”一直状态低迷的乔
· 法曼变得异常兴奋。 “这会不会只是一个错误数据呢？”他重新调校了仪器。随后的1982 和1983 年，所测得的数据显示了同样的结果。乔·法曼意识到，有大事情发生了。1984 年10 月，数据显示南极上空的臭氧层面积比平均水平减少了40%，而且这个大洞已经扩大到了南美洲南端的火地岛。乔· 法曼重新翻阅了过去记录的数据，发现臭氧层的减少实际上大约在1977 年就开始了。 他没有再犹豫。5 个月之后，1985 年5 月16日，《自然》杂志刊出了他们的文章，正式阐述了南极上空春季臭氧空洞存在的问题：自1975 年起，每年早春（10 月份）期间总臭氧的减弱大于30%，而1957~1975 年间的变化并不大。文中强调，这个空洞并不是自然原因造成的，而是由于CFCs 等臭氧破坏物质造成的。 差不多同时，身处日本昭和观测站的忠钵繁也注意到了同样的信息。“他在日本国内发表文章公布了自己的发现，但影响力没有乔· 法曼在《自然》杂志的这一篇大。”陆龙骅说，虽然现在公认乔· 法曼发现了南极臭氧空洞，其实忠钵繁的贡献也不小。 CFCS烧出的空洞 CFCs（氟氯碳化物）即日常俗称的氟利昂，顾名思义，是含有氟（F）、氯（Cl）、碳（C）的化合物。它的应用范围极广，从很早
环境科学概论-浅谈臭氧层空洞
浅谈臭氧层空洞 【摘要】：臭氧在1849年首次被人类发现，20世纪70年代末开始，科学家们开始每年春天在南极考察臭氧层。随着臭氧层空洞面积的增大，人们逐渐意思到保护臭氧层迫在眉睫。本文从臭氧层作用讲起，论述了其成因、现状、危害及其控制措施。 【关键词】：臭氧层臭氧空洞氟利昂 1.大气臭氧层的作用 臭氧层中的臭氧是在离地面较高的大气层中自然形成的，其形成机理是：O2＋hv→O＋O O2＋O =O3 高层大气中的氧气受波长短于242nm的紫外线照射变成游离的氧原子，有些游离的氧原子又与氧气结合就生成了臭氧，大气中90%的臭氧是以这种方式形成的。O3是不稳定分子，来自太阳的短于1140nm射线照射又使O3分解，产生O2分子和游离O原子，因此大气中臭氧的浓度取决于其生成与分解速度的动态平衡。 太阳是一个巨大的热体，表面温度高达6000℃，是地球取之不尽的能量来源。但太阳辐射的紫外光中有一部分能量极高，如果到达地球表面，就可能对地球生物的生存造成无法挽回的影响然而，自然的力量改变了这一过程，地球的大气层就像一个过滤器，一把保护伞，将太阳辐射中的有害部分阻挡在大气层之外，使地球成为人类可爱的家园。而完成这一工作的，就是今天已经妇孺皆知的“臭氧层”。 臭氧是地球大气层中的一种蓝色、有刺激性的微量气体，是平流层大气的最关键组成组分，总量只占大气的百万分之0.4。大气中90%的臭氧集中在距地球表面10—50Km的高度范围内，分布厚度约为10—15Km，其平均密度约为9×10-8g/L。尽管臭氧层在地球表面并不太厚，臭氧在大气层中只占百万分之几，若在气温0℃时，将地表大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压时，臭氧层的总厚度才不过3mm，总质量不过30亿t左右。就是这样的一个臭氧层，却吸收了来自太阳99％的高强度紫外辐射，保护了人类和生物免遭紫外辐射的伤害。正是这层薄薄的臭氧层存在, 才为地球上万物生灵的生存提供了前提条件。因此臭氧层被誉为生物在地球上得以生存繁衍的“保护伞”。 2.南极臭氧空洞的发现 用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法。正常大气中臭氧的柱浓度约为300多布森单位(1个多布森单位是标准状态下千分之一厘米的臭氧层厚度)当臭氧的柱浓度小于200多布森单位,臭氧浓度减少的区域,臭氧极其稀薄，与周围相比好像是形成了一个“洞”，直径达上千公里,“臭氧空洞”因此而得名。 第一个发现南极臭氧空洞是两位日本科学家，1982年9月，他俩在南极昭和站观察活动中偶然发现并报道这一现象，但当时很少有人注意到这一件事。之后不久，英国南极站的科学家约瑟·法曼等在哈雷湾站也观察到每年9月(南极的早春)南极上空臭氧急剧减少。1985年英国南极探测局公布哈雷湾站1980年初以来在南极春季观察到臭氧层空洞这一消息。这个空洞面积非常大，基本上与
臭氧层论文
臭氧层—地球生物的保护伞 摘要： 臭氧层的破坏是人类当今所面临的重要环境问题之一，多数科学家认为，人类过度使用氟氯烃(CFC。)类物质是臭氧层破坏的主要原因之一。臭氧层变薄意味着到达地表的太阳紫外线增强。较强的紫外线辐射，会伤害人的皮肤、眼睛，损坏人的免疫系统，还会对粮食作物、陆生生物及水生生物造成危害。因此，了解臭氧层破坏的原因，及其对人类及生物的危害，有助于增强人们的环境意识，避免人类遭受臭氧层破坏所带来的灾难。 一、关于臭氧层的简介 1、臭氧层的形成 臭氧由3个氧原子(O3)构成，而氧气由2个氧原子(O2)构成。自然界中的臭氧，大多分布在距地面20～50 km的大气中，将其称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要来源于紫外线。太阳光线中的紫外线分为长波和短波，当大气中(含有21％)的氧气分子受到短波紫外线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与H2反应生成H20，与C反应生成CO2。同样，与O2反应时，便形成了03。臭氧形成后，由于其比重大于氧气，会逐渐向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的上升，臭氧不稳定性越加明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。由于臭氧和氧气之间的平衡，在大气中形成了一个较为稳定的臭氧层。臭氧层是指在大气平流层中距地面20-25 km的特殊大气层，这一大气层的臭氧含量特别高，含量接近0．01 me／ml，高空大气层中约有90％的臭氧集中在臭氧层，而大气中平均臭氧含量大约仅为0．0003 mg／ml。 太阳光中也存在对生物生存有害的紫外线，按生物效应的不同，可将太阳光中的紫外线分为3类：弱效应波长(UV—A，320—400 nm，对生物影响不大)、强效应波长(UV—B，280—320 nm，对生物有杀伤作用)和超强效应波长(uV．C，200一280 nm，属灭生性辐射)。通常情况下，大气平流层中的臭氧几乎吸收了全部的uV—c和90％左右的UV—B。臭氧层是地球的“保护伞”，因此，臭氧层的破坏会对生活在地球上的生物产生严重的影响。 2、臭氧层的作用机理 臭氧层能够保持稳定的机理是：02分子吸收了短波紫外辐射转变成03之后，短波紫外辐射作用使03分子升温，升温后03更易分解，相当一部分03分子分解变成02，放出热能；02分子再吸收短波紫外辐射转变成03，如此周而复始，使臭氧层在一定条件下达到动态平衡。在这个过程中，02充当一个将太阳紫外辐射能转换成热能的能量转换器，释放出大量的热，这是使平流层50 km高度出现高温区的主要原因。这个过程的作用效果是阻挡了太阳短波紫外辐射。
臭氧层破坏的危害
臭氧层破坏的危害 臭氧层耗减对全球环境造成的影响，只能是从最近10多年的环境情况与10多年前或更早年代的情况相比，发现了某些特异的变化，就目前情况而言，还不能认为已经产生了明显的严重后果。 臭氧层的耗减产生的直接结果就是使太阳光中的紫外线UV-B达到地面的数量增加。臭氧层耗减和UV-B辐射量之间的关系见图1-3-1。通常认为臭氧浓度降低1%，UV-B辐射量增加1 .5～2%。 紫外线UV-B能破坏蛋白质的化学键，杀死微生物，破坏动植物的个体细胞，损害其中的脱氧核糖核酸(DNA)，引起传递遗传特性的因子变化，发生生物的变态反应。下面就其对人类健康、生物和环境等产生的危害予以介绍。 图1-3-1 第一节对人类健康的影响 适量的紫外线照射对人体的健康是有益的，它能增强交感肾上腺机能，提高免疫能力，促进磷钙代谢，增强人体对环境污染物的抵抗力。但是长期反复照射过量紫外线将引起细胞内的DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机能减退，皮肤发生弹性组织变性、角质化以至皮肤癌变，诱发眼球晶体发生白内障等。 一、对免疫系统的影响
中波紫外线UV-B的照射，对人体有许多影响。有的是积极的影响，适量的UV-B 是维持人类生命所必需的。但是长期接受过量紫外线辐射，将引起细胞内DNA改变，细胞的自身修复能力减弱，免疫机制减退。对免疫系统的影响看来与肤色无关。由于紫外线辐射的增加，大量疾病的发病率及严重程度都会大大增加。这些疾病包括麻疹、水痘、疱疹和其它引起皮疹的病毒性疾病，通过皮肤传染的寄生虫病(如疟疾和利什曼病)、细菌感染(如肺结核和麻疯病)和真菌感染等。 人体免疫系统中的一部分存在于皮肤内，使得免疫系统可直接接触紫外线照射。动物试验发现紫外线照射会减少人体对皮肤癌、传染病及其它抗原体的免疫反应，进而导致对重复的外界刺激丧失免疫反应。人体研究结果也表明暴露于紫外线B 中会抑制免疫反应，人体中这些对传染性疾病的免疫反应的重要性目前还不十分清楚。但在世界上一些传染病对人体健康影响较大的地区以及免疫功能不完善的人群中，增加UV-B辐射对免疫反应的抑制影响相当大。 二、白内障 白内障是形成在眼球晶体上的一层雾斑(晶状体浑浊)。实验证明紫外线能损伤角膜和眼晶体，可引起白内障、眼球晶体变形等。据分析，平流层臭氧减少1%，全球白内障的发病率将增加0.6%～0.8%，全世界由于白内障而引起失明的人数将增加10 000～15 000人；如果不对紫外线的增加采取措施，从现在到2075年，UV-B 辐射的增加将导致大约1 800万白内障病例的发生。 三、皮肤癌 紫外线UV-B辐射的增加，直接导致人类常患的三种皮肤癌。前两种是Basal 和鳞状皮肤癌，这种非恶性癌每年在美国大约有50万患者，如果发现及时，这种病可以治好，很少有人死于此病。美国环境保护局估计臭氧每减少10%，这两种皮肤癌的发病率就提高26%。恶性黑瘤比较少见，它与紫外线辐射有关，其机理知之甚少。每年大约有25 000人患此病。这种病比较危险，每年大约有5 000人死于此病。每个细胞里的遗传物质(脱氧核糖核酸)都对紫外线很敏感，脱氧核糖核酸的损伤会杀死细胞或将其变成癌细胞。白色皮肤的人对太阳光缺乏自然保护，他们更容易患皮肤癌。据计算，臭氧每减少1%，非黑色素瘤皮肤癌就增加3%。按美国当今在世人口计算，良性黑色素瘤的病例将增加45万例，恶性黑色素瘤的病例将增加1，000例。未来数代受害将更加严重。在靠近南极的澳大利亚，皮肤癌发病率增加了3倍，近年来在那里也一直在讨论有关“臭氧警告” 的问题。
臭氧层破坏及其原因
臭氧层破坏及其原因 约10亿年前，随着生物的进化，地球上由于好氧生物的产生和光自养生物（主要是绿色植物）的增多，加速了大气中游离氧的含量，在平流层中逐渐形成了臭氧层。 O2＋光（波长为242纳米）—→2O O2＋O—→O3 臭氧层主要分布在距地球表面25～40千米的平流层中，但即使在那里，10万个气体分子中也只有1个臭氧分子，总的累积厚度平均也仅0.3厘米左右，然而就是这一层薄薄的臭氧层成了生命的防线，能强烈地吸收太阳光中90％波长为220－330纳米的紫外线辐射： O3＋紫外线—→O2＋O O＋O—→O2＋热量 如果没有臭氧层的保护，所有紫外线会落到地面上，那么，日光晒焦的速度将比夏天的烈日下快50倍，几分钟内地球上的树木全被烧焦，所有生物都将被杀死，生机勃勃的世界就会变成荒漠及焦土。 1985年，英国南极考察队约瑟夫·法曼在南极的哈雷兹上空用仪器观察大气中臭氧层的变化，发现出现了一个面积接近美国大陆的“臭氧层空洞”。这个“空洞”每年都在移动，面积也在扩大，到1999年，臭氧层空洞的面积接近三个中国大陆，深似珠穆朗玛峰。最近全球规模最大的臭氧层监测实验结果表明，北极上空某个高度的臭氧层已减少了60％，比最严重的1997年更糟。 氟氯烃、氮氧化物等消耗臭氧的物质是臭氧层破坏的元凶。1987年美国老资格战斗机驾驶员巴瑞尼奥斯在2个多月中，驾驶ER－2飞机先后12次进入南极臭氧层“空洞”，采集大量气体样本，证实氟氯烃等物质是破坏臭氧层的主要物质。氟氯烃无毒、不易燃，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。氟氯烃化学性质稳定，挥发并逸入大气中，大部分停留在对流层，一小部分升入平
臭氧洞形成原因
臭氧层破坏的原因 南极臭氧洞一经发现，立即引起了科学界及整个国际社会的高度重视。科学家需要对这一问题的许多现象和特征进行探索，如臭氧洞为什么发生在南极地区？为什么臭氧损耗的规模如此之大？为什么每年的南极臭氧洞发生在春季？ 对于这些涉及臭氧损耗的地域性、季节性及其规模的定性和定量研究，是自南极臭氧洞被发现之后的科学热点。最初对南极臭氧洞的出现有过三种不同的解释，一种认为，南极臭氧洞的发生是因为对流层的低臭氧浓度的空气传输到达平流层，稀释了平流层臭氧的浓度；第二种解释认为，南极臭氧洞是由于宇宙射线的作用在高空生成氮氧化物的结果；此外，美国科学家莫里纳（Molina）和罗兰德（Rowland）提出，人工合成的一些含氯和含溴的物质是造成南极臭氧洞的元凶，最典型的是氟氯碳化合物（CFCs，俗称氟里昂）和含溴化合物哈龙（Halons）。越来越多的科学证据否定了前两种观点，而证实氯和溴在平流层通过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧洞的根本原因。 那么，氟里昂和哈龙是怎样进入平流层，又是如何引起臭氧层破坏的呢？ 我们知道，就重量而言，人为释放的CFCs 和Halons的分子都比空气分子重，但这些化合物在对流层是化学惰性的，即使最活泼的大气组分—自由基对CFCs 和Halons的氧化作用也微乎其微，完全可以忽略。因此它们在对流层十分稳定，不能通过一般的大气化学反应去除。经过一两年的时间，这些化合物会在全球范围内的对流层分布均匀，然后主要在热带地区上空被大气环流带入到平流层，风又将它们从低纬度地区向高纬度地区输送，在平流层内混合均匀。 在平流层内，强烈的紫外线照射使CFCs 和Halons分子发生解离，释放出高活性的原子态的氯和溴，氯和溴原子也是自由基。氯原子自由基和溴原子自由基就是破坏臭氧层的主要物质，它们对臭氧的破坏是以催化的方式进行的：Cl + O3 →ClO + O2ClO + O →Cl + O2 溴原子自由基也是以同样的过程破坏臭氧，因此，也是催化剂。据估算，一个氯原子自由基可以破坏104—105个臭氧分子，而由Halon释放的溴原子自由基对臭氧的破坏能力是氯原子的30—60倍。而且，氯原子自由基和溴原子自由基之间还存在协同作用，即二者同时存在时，破坏
臭氧层空洞的成因
臭氧层空洞的成因,解决方法和目前的进展1984年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去10 — 15 年间，每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约30%，极地上空的中心地带有近95% 的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成一个“洞”，“臭氧洞”由此而得名，这是人类历史上第一次发现臭氧空洞，当时观察此洞覆盖面积只有美国的国土面积那么大。臭氧空洞越来越大，危害越来越严重，已经逐渐引起了全社会的重视。那么，地球大气中臭氧层的作用是什么，现状如何，臭氧空洞是如何形成的，对人类及地球有何危害呢，有没有补救的措施？现简单介绍如下。 1、大气臭氧层的作用 臭氧层中的臭氧是在离地面较高的大气层中自然形成的，其形成机理是： O2 ＋hv——→O＋O (高层大气中的氧气受波长短于242nm的紫外线照射变成游离的氧原子)； O2＋O =O3 （有些游离的氧原子又与氧气结合就生成了臭氧，大气中90%的臭氧是以这种方式形成的）； O3是不稳定分子，来自太阳的短于1140nm射线照射又使O3分解，产生O2分子和游离O原子，因此大气中臭氧的浓度取决于其生成与分解速度的动态平衡。太阳是一个巨大的热体，表面温度高达6000℃，是地球取之不尽的能量来源。但太阳辐射的紫外光中有一部分能量极高，如果到达地球表面，就可能对地球生物的生存造成无法挽回的影响然而，自然的力量改变了这一过程，地球的大气层就像一个过滤器，一把保护伞，将太阳辐射中的有害部分阻挡在大气层之外，使地球成为人类可爱的家园。而完成这一工作的，就是今天已经妇孺皆知的“臭氧层”。 臭氧是地球大气层中的一种蓝色、有刺激性的微量气体，是平流层大气的最关键组成组分。大气中90%的臭氧集中在距地球表面10 — 50Km的高度范围内，分布厚度约为10～15Km，其平均密度约为9×10-8g.L-1。尽管臭氧层在地球表面并不太厚，臭氧在大气层中只占百万分之几，若在气温0℃时，将地表大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压时，臭氧层的总厚度才不过 3 mm，总质量不过30亿t左右。就是这样的一个臭氧层，却吸收了来自太阳99％的高强度紫外辐
防止臭氧层空洞的全球举措
防止臭氧层空洞的全球举措 院系单位：电子电气工程系 学号：0903140214 姓名：金有祺 摘要：臭氧的作用以及臭氧空洞形成的原因，臭氧空洞对人类的危害及其人类对臭氧空洞的补救措施。 关键词：空洞、紫外线、利昂、公约、措施 大气中的臭氧含量仅一亿分之一，但在离地面20至30公里的平流层中，存在着臭氧层，其中臭氧的含量占这一高度空气总量的十万分之一。臭氧层的臭氧含量虽然极其微少，却具有非常强烈的吸收紫外线的功能，可以吸收太阳光紫外线中对生物有害的部分（UV－B）。由于臭氧层有效地挡住了来自太阳紫外线的侵袭，才使得人类和地球上各种生命能够存在、繁衍和发展。 1985年，英国科学家观测到南极上空出现臭氧层空洞，并证实其同氟利昂（CFCs）分解产生的氯原子有直接关系。这一消息震惊了全世界。到“1994年，南极上空的臭氧层破坏面积已达2400万平方公里，北半球上空的臭氧层比以往任何时候都薄，欧洲和北美上空的臭氧层平均减少了10％－15％，西伯利亚上空甚至减少了35％。科学家警告说，地球上臭氧层被破坏的程度远比一般人想象的要严重得多。氟利昂等消耗臭氧物质是臭氧层破坏的元凶，氟利昂是本世纪20年代合成的，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。80年代后期，氟利昂的生产达到了高峰，产量达到了144万吨。在对氟利昂实行控制之前，全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。由于它们在大气中的平均寿命达数百年，所以排放的大部分仍留在大气层中，其中大部分仍然停留在对流层，一小部分升入平流层。在对流层相当稳定的氟利昂，在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。 控制臭氧层破坏的途径和政策在现代经济中，氟利昂等物质应用非常广泛，要全面淘汰，必须首先找到氟利昂等的替代物质和替代技术。在特殊情况下需要使用，也应努力回收，尽可能重新利用。目前，世界上一些氟利昂的主要生产厂家参与开发研究了替代氟利昂的含氟替代物（含氢氯氟烃HCFC和含氢氟烷烃HCF等）及其合成方法，有可能用作发泡剂、制冷剂和清洗溶剂等，但这类替代物也损害臭氧层或产生温室效应。同时，也在开发研究非氟利昂类型的替代物质和方法，如水清洗技术、氨制冷技术等。为了推动氟利昂替代物质和技术的开发和使用，逐步淘汰消耗臭氧层物质，许多国家采取了一系列政策措施，一类是传统的环境管制措施，如禁用、限制、配额和技术标准，井对违反规定实施严厉处罚。欧盟国家和一些经济转轨国家广泛采用了这类措施。一类是经济手段，如征收税费，资助替代物质和技术开发等。美国对生产和使用消耗臭氧层物质实行了征税和可交易许可证等措施。另外，许多国家的政府、企业和民间团体还发起了自愿行动，采用各种环境标志，鼓励生产者和消费者生产和使用不带有消耗臭氧层物质的材料和产品，其中绿色冰箱标志得到了非常广泛的应用。1985年，在联合国环境规划署的推动下，制定了保护臭氧层的《维也纳公约》。1987年，联合国环境规划署组织制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，对8种破坏臭氧层的物质（简称受控物质）提出了削减使用的时间要求。这项议定书得到了163个国家的批准。1990年、1992年和1995年，在伦敦、哥本哈根、维也纳召开的议定书缔约国会议上，对议定书又分别作了3次修改，扩大了受控物质的范围，现包括氟利昂（也称氟氯化碳CFC）、
环境污染与保护论文
环境保护与可持续发展 摘要:人类在经过漫长的奋斗历程后,在改造自然和发展社会经济方面取得了辉煌的业绩,与此同时,生态破坏与环境污染,对人类的生存和发展已构成了现实威胁。保护和改善生态环境,实现人类社会的持续发展,是全人类紧迫而艰巨的任务。因此,环境保护与实现可持续发展,是一个一而二,二而一的任务。保护环境是实现可持续发展的前提,也只有实现了可持续发展,生态环境才能真正得到有效的保护,保护生态环境,确保人与自然的和谐,是经济能够得到进一步发展的前提,也是人类文明得以延续的保证。 关键词:环境保护; 温室效应；臭氧层；固体废物污染；可持续发展;和谐发展 环境污染与保护已经成为当今社会的重大问题。 上个世纪，人类社会的文明得到了飞跃的发展，科技飞速进步。人类用环境的代价换来了社会的进步。今天我们享受物质文明的时候，被污染的环境也同时在向我们索要代价。环境遭到的破环。已经达到了刻不容缓的程度。 当今世界环境污染问题涉及到许多方面，其中最显著的有以下几个 1二氧化碳的“温室效应” “温室效应”是当代人类社会面临的全球性环境问题之一，如果大气中的二氧化碳气体含量增加1倍，全球的年平均气温将升高1.5～4.5℃。科学家预测，随着人类活动产生的温室气体大量增加，到2100年，全球气温将上升2～5℃。随着温室效应的不断增强，将对人类生存环境和社会经济发生重大影响。有的科学家认为，随着全球气候变暖，两极冰雪会部分融化，从而导致海平面上升，使沿海的一些国家和城市被海水淹没。另外，随着气温升高，各地区降水和干湿状况也会发生变化，气候变化还会引起一些疾病蔓延，危害人体健康等。因此二氧化碳的“温室效应”，已引起世界各国的普遍关注。 2臭氧层遭破坏 臭氧层遭破坏是当代人类社会面临的全球性环境问题之一，是人类活动使大气严重污染的结果。臭氧层遭破坏，使照射到地面上的太阳紫外线增多，严重损害地面上动植物的基本结构，并危害到海洋生物的生存。此外，还会使地球的气候和生态环境发生变异，直接影响人体健康，使皮肤癌、白内障等疾病增多。据科学家研究，大气中的臭氧每减少1％，照射到地面上的紫外线就会增加2％。80年代，科学家观测到南极上空的臭氧在每年的9～10月急剧减少。1985年公布的测量结果表明，南极上空的臭氧层浓度大大减少，臭氧层“空洞”已扩大。1987年，科学家们又发现北极上空也出现了臭氧层“空洞”。 3酸雨。 酸雨的形成主要是工厂、汽车、飞机等燃烧和石油、天然气，不断地向大气中排放硫和氮的百分比物造成的。酸雨的危害很大。酸雨降落河湖，会使河湖水酸化，影响鱼类生长和繁殖乃至大量死亡；酸雨降落土壤，会使土壤酸化，危害农作物或森林生长并进而危害人体健康；酸雨还会腐蚀建筑物、桥梁、铁轨等。就连保存了多少个世纪的文物古迹、碑刻石雕等也会被酸雨腐蚀得斑驳脱落、满目疮痍。酸雨给人类生存、发展带来巨大危害，被人们称为“空中死神”。 4固体废物污染 固体废物的堆放带来的严重环境问题主要有：①占用土地，损伤地表。越来越多的城市垃圾、矿业尾矿、煤矸石、工业废渣等侵占了大量土地，直接影响了农业生产，妨碍了城市环境卫生，并且埋掉了绿色植物，破坏了大自然的生态平衡。②污染土壤、水体、大气。堆放
大气层中的臭氧层空洞的成因及影响的研究
研究性学习开题报告 课题名称：大气层中的臭氧层空洞的成因及影响的研究 课题组成员： 组长： 指导教师： 研究学科：综合 班级： 电话及邮件： 一、课题背景、意义及概念界定 1、背景说明 近50年来，人类文明呈爆炸式发展，各方面研究都有了质的飞跃，出现了越来越多的方便我们生活的物品，电器等等，但它们也给地球带来了巨大的危害，各种如臭氧层空洞之类的环保问题层出不穷。 2、课题的意义 为了让学生能自觉增强保护环境意识，树立以人为本的可持续发展观，必须深入地了解当今世界所面对的严峻的环保形势，学会从小事做起，从现在做起，从我做起热爱环境、爱护自然。本课题主要是围绕大气层中的臭氧层空洞的成因及影响进行研究，并让学生就问题进行深入的探究，从多方面了解该课题，提高环保意识。 3、概念界定 自然界中的臭氧，大多分布在距地面20Km--50Km的大气中，我们称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。大家知道，太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，当大气中（含有21%）的氧气分子受到短波紫外线照射时，会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与氢（H2）反应生成水（H2O)，与碳（C）反应生成二氧化碳（CO2）。同样的，与氧分子（O2）反应时，就形成了臭氧（O3）。臭氧形成后，由于其比重大于氧气，会逐渐的向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的变化（上升），臭氧不稳定性愈趋明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。 二、研究的目标与内容 研究目标： 1、收集有关大气层中臭氧层过去与现在的情况进行对比，找出近十年来臭氧层的变化。 2、了解臭氧层空洞对人类生产生活的危害，从而认识到保护环境的重要性，迫切性。 3、通过上网，查阅图书，询问相关人员等多种形式了解臭氧层被破坏的原因及过程。 4、通过分析，了解人类活动对臭氧层的影响，提出保护大气层的设想。 研究内容： 1、调查收集臭氧层空洞的情况。
臭氧层破坏原因、危害及其防治对策
环境化学学习与思考论文 标题：臭氧层破坏原因、危害及其防治对策专业：应用化学 班级： 1201班 学号： 2012310200101 姓名：徐永忠 指导老师：胡先文 湖北·武汉
二〇一四年十一月
臭氧层破坏原因、危害及其防治对策 摘要：臭氧层是指距离地表15～50km处臭氧分子相对富集的大气平流层. 它能吸收99%以上对人类有害的太阳紫外线,保护地球上的生命免遭短波紫外线的伤害.因此,臭氧层被誉为地球上生物生存繁衍的保护伞.然而,近20多年来,地球上的臭氧层正在遭到破坏.目前,如何防止臭氧层遭破坏已成为人类面临的全球性环境问题之一. 引言：臭氧层是大气中臭氧相对集中的层面,一般是指10千米～50千米 高度之间的大气层,因受太阳紫外线的光化作用,其臭氧含量的百分率比较高,尤其是在20千米～25千米的高度处。由于太阳辐射的紫外线和大气中的氧气、氧原子的含量有随大气高度增减而变化的规律,在平流层内便形成了臭氧的聚集区。大气中的臭氧除了具有随高度分布的规律外,而且还随纬度和季节的不同以及昼夜交替而变化。在臭氧层里,其实臭氧的浓度是很稀的,即使在浓度最大处,所含臭氧量也不过大约10ppm。若将大气臭氧总量订正到海平面上,它只有0.15厘米～0.45厘米(平均为0.3厘米)的厚度。大气中的臭氧的含量虽然很少,但是它在地球环境中所起的作用却非常重要。第一,它是地球生物的保护伞。因为臭氧层阻挡了太阳辐射中的大部分紫外线,使地面生物免受紫外线的伤害,而少量穿透大气层到达地面的紫外线对人类和生物则是有益的。第二,它是引起气候变化的重要因素。臭氧对太阳紫外线辐射的吸收是平流层的主要热源,平流层臭氧浓度及其随高度的分布直接影响平流层的温度结构,从而对大气环流和地球气候的形成起着重要作用,因此,平流层臭氧浓度的变化是大气的重要扰动因子。 一、臭氧层破坏的现状 由于臭氧有其特殊的性质,并易受各种因素的影响,所以臭氧层又是十分脆弱的。卫星观测资料表明,自20世纪70年代以来,全球臭氧总量明显减少,1979年～1990年,全球臭氧总量大致下降了3%。南极附近臭氧量减少尤为严重,大约低于全球臭氧平均值30%～40%,出现了“南极臭氧洞”。自1985年发现“臭氧洞”以来,到1987年它变得既宽又深,1988年虽然有所缓解,但1989年以后到90年代的前几年里,每年南半球春季都出现很强的“臭洞”,1994年到1996年南极臭氧洞还在扩大。最近,从安装在俄罗斯和美国卫星上的探测器发回的数据获悉,“南极臭氧洞”面积已达2400平方千米,最薄处只有100多布森单位(100dobson,相当于1毫米厚度)。
臭氧层破坏造成的后果及对策
臭氧层破坏造成的后果及对策 （一）臭氧层作用 生活中的臭氧有净化、灭菌、保鲜、美容、除臭等众多功能，对人类生活有很大帮助。而大气中的臭氧层对人更加重要。大气臭氧层主要有三个作用。其一为保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长300 μm以下的紫外线，主要是一部分UV—B(波长290～300μm)和全部的UV—B(波长＜290μm)，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件宇宙服保护地球上的生物得以生存繁衍。其二为加热作用，臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作用大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空15～50km存在着升温层。正是由于存在着臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。其三为温室气体的作用，在对流层上部和平流层底部，即在气温很低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少，则会产生使地面气温下降的动力。因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。 （二）臭氧层被破环 1985年5月，英国科学家首次发现南极上空出现了臭氧层“空洞”，后来英国的“雨云7号”卫星探测出这个空洞的面积大如美国。
科学家们还发现，北极和欧洲的上空，臭氧层也在受到侵蚀，形成臭氧稀薄区域。1985 年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去10 - 15 年间、每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约30%，有近95% 的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成一个“洞”，直径达上千公里，“臭氧洞”由此而得名。卫星观测表明，此洞覆盖面积有时比美国的国土面积还要大。到1998 年臭氧空洞面积比1997 年增大约15%，几乎相当于三个澳大利亚大。前不久，日本环境厅发表的一项报告称，1998 年南极上空臭氧空洞面积已达到历史最高记录，为2720 万平方公里，比南极大陆还大约1 倍。美、日、英、俄等国家联合观测发现，近年来，北极上空臭氧层也减少了20%。在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每10 年 2.7% 的速度减少。根据全球总臭氧观测的结果表明，除赤道外，1978 - 1991 年总臭氧每10 年间就减少1% - 5%。 从全球来看，大气中的臭氧含量正在逐年减少。致使大气中臭氧含量减少的原因很多，而人类生产和生活所产生的CFC类物质进入大气层，则是造成臭氧含量减少、臭氧层被破坏的主要原因。（三）臭氧层被破坏原理 制冷剂是压缩式制冷中的工作介质，在系统中循环流动。它在低温下吸热汽化，再在高温下凝结放 热。历史上曾用过氨、二氧化碳、二
臭氧的危害
臭氧的危害 臭氧（O3)比空气重1.5倍，它的颜色为淡蓝色，具有刺激性气味。当浓度较高时，臭氧呈强烈的腥臭味，并略带酸味。 臭氧对人体的危害，主要是对呼吸系统有刺激作用。当臭氧浓度超过一定限量时，可以引起口干、舌燥、咳嗽、胸闷、食欲不振、疲乏无力、头晕、全身疼痛等症状。严重者，可引起支气管炎、呼吸不畅、皮肤刺痒、眼睛刺痛、并可导致暂时性肺功能异常、引起肺部组织损伤。 快净无管道新风系统可以适当减轻臭氧对人们的伤害。 当然，应当指出的是，臭氧对人体的作用是可逆的。由臭氧引起的呼吸系统症状，一旦当臭氧浓度大幅度降低到无害量值后，这些不适症状将得到恢复。恢复期的长短则取决于臭氧浓度的大小、接触时间的长短以及人体体质的差异等多种因素。 有关部门曾对北京市6座写字楼的室内空气质量进行了检测与 调查，结果发现：室内空气中臭氧浓度超标高达50%，这个比例是相当大的，说明了室内臭氧污染也是相当严重的。快净无管道新风系统。 那么，臭氧是怎么产生的呢？大家知道，人类生活的空间中，臭氧来源分为两大类。第一类为自然界中的臭氧。在距离地面约20~30km 的大气层的平流层中，臭氧浓度约占90%，这是由于大气中的氧分子受到太阳强烈紫外线的长期照射形成的大气臭氧层。由于臭氧层的作用，从而保护了地球、保护了地球上的生物、免遭过强紫外线辐射危害。然而，这个臭氧保护层正在遭到人类的破坏，由于人类大量采用
氟氯碳化物（CFCS)用于制冷、电子零件等的制备上，其结果使臭氧 层受破坏，甚至出现臭氧空洞，人类面临着灾难。第二类为人为性制造产生的臭氧。在石油类的产品等矿物性物质燃烧过程中，会产生大量的氮氧化物，在太阳辐射作用下会形成臭氧，导致局部环境空气中臭氧浓度大幅度增加。人们日常生活中经常会受到高浓度臭氧的作用，比如在办公室内，特别是封闭型通过中央空调系统进行空气调节、控温的写字楼内，由于大量使用复印机、打印机等现代化办公设施，在高压静电与紫外线的作用下产生高浓度的臭氧。再比如，有些住宅区紧邻交通大道或大型露天停车场，这种条件下由于汽车尾气中含有大量臭氧直接排放，也会造成局部环境与室内臭氧浓度超标，构成污染。 既然臭氧对人体健康产生负面影响，那么为什么市场上还出售臭氧发生器？医学界还再强调臭氧的好处呢？众所周知，臭氧确实具有强杀菌力与脱臭力，所以在许多地方采用臭氧杀菌消毒。比如，医院利用臭氧对衣物、被褥等物品进行杀菌消毒；家庭餐具消毒亦有采用臭氧方法的；冬季居室内使用负离子发生器，也提倡利用臭氧进行定时对室内空气进行杀菌消毒的……这就是臭氧对人类生活与健康发 挥积极作用的一面。人们只要合理地、科学地使用臭氧，就会产生有益的效果。但是，一旦使用、控制不当。就会产生不良影响。所以，在使用臭氧发生器进行杀菌消毒过程中，一定要将发生器的门关闭好，不形成臭氧泄漏；利用臭氧进行室内杀菌消毒时，一定要按使用要求控制好发生时间，不可过长，同时建议室内人员暂时离开，不要人机同室。对于写字楼而言，为避免复印机、打印机等办公设施所产生的
浅析臭氧层空洞及其防治措施
宁波大学答题纸 （20 13 —20 14 学年第学期） 课号：课程名称：大气科学导论改卷教师： 学号：姓名：得分： 浅析臭氧层空洞及其防治措施 摘要： 当前，大气臭氧层空洞问题已经越来越被人关注，臭氧层作为地球一道天然屏障，使地球上的生命免遭强烈的紫外线伤害。然而，近10多年来，地球上的臭氧层正在遭到破坏。本文着重分析阐述臭氧层被破坏的原因、破坏后的后果、以及相关的防治措施。最后，呼吁加强环保，保护臭氧层。 关键词：臭氧层原因危害保护措施 1.1臭氧层破坏的原因与“臭氧层空洞” 众所周知，地球上的一切生物长期远离阳光就会失去生命。但是，太阳光中，存在着波长为200～315纳米的中短波紫外线，它对人体和生物是有危害的。当它穿过平流层时，绝大部分会被臭氧层吸收。因此，臭氧层就成为地球一道天然屏障，使地球上的生命免遭强烈的紫外线伤害。1985年，英国科学家法尔曼(Farmen)等人首先提出，“南极臭氧洞”的问题。他们根据南极哈雷湾观测站的观测结果，发现从1957年以来，每年早春(南极10月份)南极臭氧浓度都会发生大规模的耗损，极地上空臭氧层的中心地带，臭氧层浓度已极其稀薄，与周围相比像是形成了一个“洞”，直径达上千公里,“臭氧洞”就是因此而得名的。这一发现得到了许多其他国家的南极科学站观测结果的证实。卫星观测结果表明，臭氧层空洞在不断扩大，至1998年臭氧层空洞的覆盖面积已相当于三个澳大利亚。而且，南极臭氧层空洞持续的时间也在加长。这一切迹象表明，南极臭氧层的损耗状况仍在恶化之中。臭氧层的损耗不只发生在南极，在北极上空和其它中纬度地区也都出现了不同程度的臭氧层损耗现象。只是与南极的臭氧破坏相比,北极的臭氧损耗程度要轻一些,而且持续时间相对较短。我国的科学工作者（中国气
臭氧空洞研究进展
桂林电子科技大学 结课论文 2019-2020学年第2学期 学院经济与管理学院 课程海洋科学与导论 姓名吴苏坤 学号171605010202 日期2020年5月11日
目录 摘要 (3) 一、臭氧与臭氧层 (4) 1.臭氧的成分 (4) 2.臭氧的作用 (5) 二、臭氧层的破坏 (5) 1.臭氧层的破坏 (5) 2.臭氧层破坏的危害 (6) 3.臭氧层破坏的有原因 (7) 三、臭氧空洞研究进展 (7) 1.国内研究进展 (8) 2.国外研究进展 (12) 四、臭氧层的保护 (13) 1. 保护现状 (13) 2.未来治理及保护对策 (13) 参考文献 (15)
《臭氧空洞的研究进展》 （经管院吴苏坤） 摘要 臭氧层是指大气的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。它的存在对地球上各种生物的的健康生存有着极其重要的作用，随着人类的不断发展，大量使用ODS, 使得臭氧层被大量消耗, 进而出现了臭氧层空洞, 人类以及各种生物的生存环境不断恶化。本文就臭氧层的作用、臭氧层空洞的研究进展作综述，并提出相关保护与治理对策。 关键词：臭氧层；空洞；ODS；保护对策
引言 随着工农业技术的迅猛发展, 人类赖以生存的环境正受到前所未有的破坏和污染。近三十年来, 人们逐步认识到平流层大气中的臭氧正在遭到越来越严重的破坏。由于臭氧层破坏已经成为当今危害人类生存环境的全球性问题之一, 引起了各界人士的密切关注。各国政府及科学家们正不断地研究探索保护臭氧层的方法。1895年10月,英像科学家发现南极洲上空出现一个巨大的“空洞”。1988年科科学家们确认这个“空洞”是由于各种氟氯烃化合物排放积聚所致。在北半球也发现臭氧含量降低了 3%左右。臭氧层耗减速度如此之快,将给人类带来具大的灾难。 一、臭氧与臭氧层 臭氧（O 3）是氧气（O 2 ）的一种同素异形体, 存在于地球大气的对流层和平 流层中【1】。对流层中的臭氧对人类和生物环境都是有害的,但其含量甚微。90% 的臭氧集中在平流层里, 形成了一道天然的屏障, 有效地吸收了对生态系统有害的紫外线, 从而保护了地球上的生命。由于平流层中含有绝大多数的臭氧并且这些臭氧发挥着巨大的作用, 因而平流层又被称为臭氧层【2】 1.臭氧的成分 臭氧层主要由臭氧构成,臭氧由三个氧原子构成。臭氧的分子式为O3,是构成地球大气若干种气体中的一种有臭味、常温下为浅蓝色的气体,也是一种难溶于水的强氧化剂,现代生活中常用于消毒、洗涤等。臭氧是构成地球大气层数十种气体中的一种微量气体,总含量还不到地球大气分子数的百万分之一。
臭氧层被破坏的危害
臭氧层被破坏的危害 首先，它会影响人类的健康。 臭氧层被破坏后，其吸收紫外线的能力大大降低，使得人类接受过量紫外线辐射的机会大大增加了。一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系统，使人的自身免疫系统出现障碍，患呼吸道系统传染性疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线辐射会增加皮肤癌的发病率。据统计，全世界范围内每年大约有10万人死于皮肤癌，大多数病例与过量紫外线辐射有关。臭氧层的臭氧每损耗1％，皮肤癌的发病率就会增加2％。另外，过量紫外线辐射还会诱发各种眼科疾病，如白内障、角膜肿瘤等。 其次，它会影响农作物的生产。 实验表明，过量的紫外线辐射会使植物叶片变小，减少了植物进行光合作用的面积，从而影响作物的产量同时，过量紫外线辐射还会影响到部分农作物种子的质量，使农作物更易受杂草和病虫害的损害。一项对大豆的初步研究表明，臭氧层厚度减少25％，大豆将会减产20％－25％。 再次，它会影响水生生态系统。 研究结果表明，紫外线辐射的增加会直接引起浮游植物、浮游动物、幼体鱼类以及整个水生食物链的破坏。可见，紫外线辐射的增加，对水生生态系统有较大的影响。 臭氧层被破坏后，吸收紫外辐射的能力减弱，将给人体健康带来很多不利影响。紫外辐射增强将使患呼吸系统传染病的人增加，还会增加皮肤癌和白内障的发病率，促使皮肤老化和病变。 臭氧层破坏对植物产生难以确定的影响，如植物的叶片变小，植物更易受杂草和病虫害的损害。紫外线的增强还会使城市内的烟雾加剧，使橡胶、塑料等有机材料加速老化，使油漆褪色等，在高温和阳光充足的热带地区，这种破坏作用更为严重。 我们能为保护臭氧层做些什么呢?——选用无氟冰箱，不使用含氟的发用摩丝、定型发胶、领洁净、空气清新剂等物品。 臭氧在1849年首次被人类发现，臭氧层问题是美国化学家罗兰和穆连于1974年首先提出来的。他们认为，在对流层大气中极稳定的化学物质氯氟烃（CFC）被输送到平流层后，在那里分解产生的原子氯（CI）就将有可能破坏臭氧层。20世纪70年代末开始，科学家们开始每年春天在南极考察臭氧层。1994年，人们首次观察到了至今为止最大的臭氧空洞，它的面积相当于一个欧洲，有24O0万千万千米。 臭氧（03）是氧气（O2）的一种异构体，在大气中的含量仅占一亿分之一，其浓度因海拔高度而异。臭氧层可以说是地球的保护层，它主要围绕在地球外部离地面20—25公里高度的地方，起到吸收太阳紫外线中对生物有害部分UV－B（UV－B是紫外线的一段波长，为280—315nm）的作用。同时，由于紫外线是平流层的热能来源，臭氧分子是平流层大气的重要组成部分，所以臭氧层在平流层的垂直分布对平流层的温度结构和大气运动起着决定性的作用，发挥着调节气候的重要功能。南极上空的臭氧层是在20亿年的漫长岁月中形成的，可是仅在一个世纪里就被破坏了60％。 氟利昂作为氯氟烃物质中的一类，是一种化学性质非常稳定，且极难被分解、不可燃、无毒的物质，被广泛应用于现代生活的各个领域。清洁溶剂、制冷剂、保温材料、喷雾剂、发泡剂等中都使用了氟利昂。氟利昂在使用中被排放到大气后，其稳定性决定它将长时间滞留于此达数十年至100年。由于氟利昂不能在对流层中自然消除，只能缓慢地从对流层流向平流层，在那里被强烈的紫外线照射后分解。分解后产生的原子氯将会破坏臭氧层。研宪表明，臭氧层被破坏后，紫外线会通过大气层长驱直入。强烈的紫外线照射会抑制人的免疫力，会